PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA GAS (PLTG)

Prepared by: anonymous

Pendahuluan

PLTG adalah pembangkit listrik yang

menggunakan tenaga yang dihasilkan oleh hasil

pembakaran bahan bakar dan udara bertekanan

tinggi.

Flow Diagram PLTG

Energy Udara

& Bahan Bakar Energy Gas

Energy

Mekanik Energy

Listrik

Bahan Bakar

Compressor Gas Turbin Generator

Combuster

Stack

Kompressor

Combustion

Chamber

Turbin Gas

Generator

Menghisap udara

bebas yang masuk

melalui filter,

kemudian

menekannya ke

dalam ruang bakar

Turbin berputar akibat

pancaran gas panas

terarah pada sudu-

sudunya, daya

putaran turbin

menggerakkan

generator

Udara bertekanan

dalam gas alam

dibakar didalam ruang

bakar dan

menghasilkan gas

panas bertekanan

tinggi

Generator yang

digerakkan oleh

turbin gas

menghasilkan energi

listrik

Prinsip Kerja PLTG

Proses Pembangkitan Listrik

Siklus Turbin Gas (Brayton Cycle)

Siklus ideal untuk kerja turbin gas adalah siklus

Brayton (Brayton cycle). Siklus ini terdiri dari dua

proses adiabatik mampu balik (isentropik) dan dua

proses tekanan tetap

T-s & P-v Diagram Siklus Brayton • Proses 1—2, (Isentropic Compression);

Kompresi aktual pada kompresor

• Proses 2—3, (Pressure Constant Inlet)

Pemasukan kalor di Combustion Chamber.

• Proses 3—4, (Expansion Compression);

Ekspansi aktual pada turbin

• Proses 4—1, (Pressure Constant

Outlet); Jumlah kalor yang dilepas

Q1-2 = Energi masuk (Conditions 1 – 2)

Q4-1= Energi keluar

(Condition 4 – 1)

V2/V1 = Rasio kompresi k = Specific Heat Ratio = 1,3 – 1,4 (udara)

Effisiensi Siklus Brayton

1. Siklus Brayton Terbuka

(Open Cycle Gas Turbine)

2. Siklus Brayton Tertutup

(Close Cycle Gas Turbine)

Klasifikasi Turbin Gas

Berdasarkan siklusnya:

Udara segar pada kondisi ambien (atmosfir) disedot masuk

ke dalam kompresor, dimana terjadi peningkatan suhu

dan tekanan . Udara bertekanan tinggi diproses di dalam

ruang pembakaran, dimana bahan bakar dibakar pada

tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang dihasilkan

kemudian masuk turbin, di mana gas temperatur tinggi

dan bahan bakar dibakar pada tekanan atmosfer

sehingga menghasilkan tenaga.

Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar (tidak

disirkulasikan kembali), menyebabkan siklus harus

diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.

1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine)

Cara kerja turbin gas siklus tertutup, secara keseluruhan

hampir sama dengan siklus terbuka, yaitu di sini proses

kompresi dan ekspansi tetap sama, akan tetapi proses

pembakaran digantikan oleh masukan kalor tekanan

konstan dari sumber eksternal, dan proses pembuangan

digantikan oleh pembuangan kalor tekanan konstan

pada suhu ambien.

2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine)

Klasifikasi Turbin Gas

1. Medium-range gas turbines

Kapasitas berkisar antara 5000 – 15000 hp (3,7 – 11,2 MW).

Memiliki efisiensi yang cukup tinggi.

Pada kompresor terdapat 10-16 tingkat sudu, dengan

rasio tekanan sekitar 5-11.

Biasanya menggunakan regenerator untuk

meningkatkan efisiensi

Berdasarkan Kapasitas:

Klasifikasi Turbin Gas

2. Small gas turbines Biasanya menggunakan kompresor sentrifugal

Kapasitas di bawah 500 hp (3,7 MW)

Memiliki efisiensi sekitar 20 %, karena:

– Efisiensi kompresor sentrifugal yang digunakan

memiliki efisiensi lebih rendah dibanding kompresor

aksial

– Temperatur masuk pada turbin diusahakan tidak

melebihi 1700oF (927oC)

Peralatan Utama PLTG

Turbin gas merupakan peralatan pembangkit tenaga

yang memanfaatkan langsung tenaga panas yang

mengembang akibat pembakaran dari bahan bakar

dan udara yang dikompresikan. Adapun sistem turbin

gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen

utama

Compressor Combustor Turbine

1. Compressor Rotor Assembly

2. Compressor Stator

• Inlet Casing

• Forward Compressor Casing

• Aft Casing

• Discharge Casing

Compressor Section

Combustion Section

- Combustion Chamber - Transition Pieces

- Combustion Liners - Cross Fired Tubes

- Fuel Nozzle - Flame Detector

- Ignitors (Spark Plug)

• Turbine Rotor Case

• First Stage Nozzle

• First Stage Turbine Wheel

• Second Stage Nozzle and Diafragma

• Second Stage Turbine Wheel

Turbine Section

Peralatan Pendukung PLTG

Starting Equipment - untuk melakukan start up

sebelum turbin bekerja

Coupling and Accessory Gear - untuk memindahkan

daya & putaran dari poros yang bergerak ke poros yang

akan digerakkan

Lube Oil System - untuk melakukan pelumasan secara kontinyu pada setiap komponen sistem turbin gas

Cooling System - sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara

Bagian-bagian utama generator :

Stator

• Berbentuk kumparan yang terdiri dari 2 lapisan.

• Terbuat dari tembaga berlapis rangkap dan tipis.

• Kumparan terletak dalam alur dengan posisi ujung yang dibalik untuk

mengurangi arus pusar.

Rotor

• Berbentuk silindris dan memiliki sepasang katup.

• Terbuat dari baja dengan kualitas tinggi.

• Mempunyai kumparan sebagai pembangkit medan utama

Bearing

• Terletak di bagian atas dan bagian bawah dengan sistem pelumasan

dan pendinginan oleh turbin.

• Kedua bearing dilengkapi hydraulic shaft lift oil system untuk mencegah

terjadinya gesekan saat start up.

Generator

Adalah peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah

energi listrik dari salah satu atau lebih rangkaian listrik ke

rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan

berdasarkan prinsip induksi elektromagnet.

Alat ini berfungsi untuk pemilihan tegangan yang sesuai dan

ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan

tegangan transmisi daya listrik jarak jauh.

Beberapa jenis transformator di PLTGU berdasarkan

penggunaannya :

• Generator step up transformator

• On load tap changer

• Unit auxiliary transformator

• Exitation transformator

Transformator

Skema Proses Distribusi Listrik

DistributionTransformator

Estate Consumption

Step DownTransformator

Step UpTransformator

Sub Station

Tower

Tower

INLET AIR FUEL

COMBUSTOR

COMPRESSOR

GENERATOR

TURBINE

STACK

11 KV

150 KV

150 KV

150 KV 20 KV

220 V

INDUSTRY CONSUMPTION150 KV

150 KV / 11 KV

20 KV

DistributionTransformator

Estate Consumption

Step DownTransformator

Step UpTransformator

Sub Station

Tower

Tower

INLET AIR FUEL

COMBUSTOR

COMPRESSOR

GENERATOR

TURBINE

STACK

11 KV

150 KV

150 KV

150 KV 20 KV

220 V

INDUSTRY CONSUMPTION150 KV

150 KV / 11 KV

20 KV

Kelebihan:

Proses instalasi yang mudah dan murah Start-up time yang cepat

Tenaga darurat (back-up)

Dapat menggunakan berbagai macam variasi bahan bakar

Ramah lingkungan

Kekurangan:

Single-cycle memiliki efisiensi yang rendah

Kelebihan dan Kekurangan PLTG